Industrias Transversales

El Servicio Meteorológico de Israel Predice el Clima con NVIDIA Earth-2

Objetivo

El Servicio Meteorológico de Israel (IMS) es la agencia nacional de pronóstico meteorológico de Israel. Son responsables de proporcionar servicios meteorológicos críticos para proteger vidas y respaldar las actividades económicas en todo el país. IMS es la fuente autorizada para las predicciones meteorológicas que impactan la agricultura, la aviación, la respuesta de emergencias y la seguridad pública. Para agilizar la generación de pronósticos precisos, IMS integró en su sistema un modelo meteorológico de IA impulsado por NVIDIA Earth-2 y GPU.

Cliente

El Servicio Meteorológico de Israel (IMS)

TOPIC

Simulación / Modelado / Diseño

Productos

Puntos Clave

Aceleración Masiva de la Computación

Logró un ahorro computacional del 90 % en comparación con la ejecución de un modelo clásico de predicción meteorológica numérica sin IA en un clúster de CPU.

La Mejor Precisión de Precipitación de su Clase

Pronósticos de resolución hiperlocales de 2,5 kilómetros habilitados con Earth-2

Ahorro de Costos para las Municipalidades

Ahorro de entre un 20 y un 30 % del presupuesto de preparación de la Municipalidad de Tel Aviv-Yafo

Cambios Meteorológicos Esporádicos Mapeados con Modelos de IA

IMS se encuentra en una zona climática mediterránea con diversos patrones meteorológicos, desde inundaciones intensas hasta temporadas de incendios. A medida que el clima continúe cambiando, predecirlo será cada vez más difícil. Ahora más que nunca, las herramientas confiables son esenciales para ahorrar tiempo, dinero y vidas humanas.

Los modelos meteorológicos tradicionales suelen tardar horas en ejecutarse mediante grandes clústeres de supercomputadora. Por otro lado, los modelos meteorológicos de IA se pueden ejecutar de manera eficiente en un número reducido de GPU, lo que reduce la barrera para desarrollar capacidades soberanas de pronóstico, que se pueden implementar en las instalaciones, en la nube o en los data centers nacionales.

Predicciones Meteorológicas con NVIDIA Earth-2

IMS adoptó NVIDIA Earth-2 para desarrollar un sistema de pronóstico meteorológico de alta resolución diseñado específicamente para la predicción de precipitaciones, conocido como F3. Tiene costos computacionales un 90 % más bajos en comparación con los sistemas que no incluyen IA, a la vez que ofrece respuestas en minutos en lugar de horas.

Comparación de observaciones y pronósticos de precipitaciones en Israel el 4 de febrero de 2024. La fila superior muestra observaciones de radar (izquierda) y pronósticos basados en la física de baja resolución (ECMWF IFS, centro) y alta resolución (ICON, derecha). La fila inferior muestra los pronósticos de Earth-2 de alta resolución: media del conjunto (izquierda), percentil 80 (centro) y percentil 90 (derecha).

Con el software de código abierto y los modelos de ciencia abierta de Earth 2, IMS creó una pila completa que abarca hardware y software, la cual se ejecuta como una capacidad soberana. Ahora pueden emitir pronósticos hiperlocales con una resolución de 2,5 kilómetros, lo que permite a los responsables de la toma de decisiones responder de manera más efectiva a fenómenos meteorológicos extremos.

IMS conoció por primera vez NVIDIA Earth-2 a través de su director general, Amir Givati, cuando asistió a la Conferencia del Clima en Bakú, Azerbaiyán. Givati se dio cuenta de que la IA combinada con las capacidades de GPU podría revolucionar la predicción meteorológica.

Las predicciones meteorológicas impulsadas por F3 Earth-2 han permitido ahorrar entre un 20 y un 30 % del presupuesto de preparación de la Municipalidad de Tel Aviv-Yafo, destinado a iniciativas como la seguridad contra inundaciones urbanas.

“Si hablamos de planificación, esto representa un problema, porque se requiere una enorme cantidad de tiempo de computación para generar estas predicciones, y la IA resolvió este desafío. A corto plazo, la ventaja es salvar vidas y, a largo plazo, son miles de millones de dólares ahorrados en infraestructura".

Amir Givati
Director General
IMS

Lograr Pronósticos de Mayor Resolución con CorrDiff

IMS utilizó específicamente NVIDIA Earth-2 Corrector Diffusion (CorrDiff), un modelo de red neuronal que mejora la resolución de los pronósticos meteorológicos sin sacrificar la exactitud. El equipo entrenó a CorrDiff para emular su modelo regional ICON de alta resolución con entradas de baja resolución del Sistema Integrado de Pronóstico del Centro Europeo de Predicciones Meteorológicas a Medio Plazo (ECMWF IFS). Esto les permite emitir un pronóstico de alta resolución cuatro veces al día.

IMS logró una precisión de pronóstico comparable o superior a la de los modelos tradicionales sin IA, con un procesamiento significativamente más rápido. La plataforma Earth-2 puede producir múltiples campos meteorológicos posibles, lo que permite un análisis probabilístico del pronóstico. Estos pronósticos probabilísticos se generan en cuestión de minutos y con un consumo de energía mucho menor que los métodos tradicionales.

Numerosos socios de IMS han comenzado a adoptar estos pronósticos meteorológicos en sus propios sistemas y operaciones de planificación, entre ellos:

La Policía de Israel
La Autoridad Nacional de Incendios y Rescate
El Ministerio de Transporte
La Empresa Nacional de Carreteras

IMS está observando los impactos de este modelo en tiempo real. F3 no solo habilita un pronóstico meteorológico rápido y preciso, sino que también salva vidas.

Una tormenta reciente a principios de enero produjo 150 milímetros de lluvia en un período de seis horas, lo que causó inundaciones graves y condiciones inseguras para peatones y conductores. IMS entregó rápidamente un mapa de alta resolución que mostraba dónde ocurrirían las inundaciones, lo que brindó a las agencias gubernamentales la información necesaria para determinar cuándo y dónde cerrar carreteras, y evitar víctimas.

Imagen de pronóstico de IMS de seis horas de precipitación acumulada, generada por el modelo F3.

El siguiente paso para IMS es utilizar Earth-2 para el análisis climático a largo plazo y la colaboración internacional en la predicción meteorológica. IMS trabajará con la Agencia Meteorológica de Japón para producir el primer modelo climático de IA global y de alta resolución.

IMS también integrará los modelos de Earth-2 Nowcasting en sus sistemas existentes para continuar aumentando la resolución de las simulaciones climáticas, a la vez que reduce el consumo de energía computacional.

“Ejecutamos seis horas de simulaciones antes de la tormenta. En cuanto a la precipitación acumulada por radar IMS en comparación con todos nuestros otros modelos, F3 fue, con diferencia, la mejor".